Revista de Engenharia Mecânica Aplicada

Abstrato

Tomografia ultrassónica para medições de temperatura de fusão espacialmente resolvidas em processos de moldação por injeção

Hopmann C e Wipperfürth J

Nos processos de moldação por injeção, a medição da distribuição de temperatura é muito importante para a validação de modelos utilizados para o projeto simulado de peças devido à elevada influência no encolhimento e empenamento da peça moldada, mas também é muito desafiante de medir. Durante o processo de moldação por injeção ocorrem pressões elevadas no molde e a cavidade não é facilmente acessível. Assim sendo, os sensores de contacto não podem ser utilizados, pois induzem tensão de cisalhamento no fundido, o que altera o comportamento do fluxo do fundido e, portanto, o campo de temperatura. Neste trabalho, apresentamos um método para a determinação sem contacto da distribuição de temperatura de uma peça moldada durante a moldação por injeção utilizando tomografia ultrassónica. Com medições de ultrassons de tempo de voo de diferentes direções é possível reconstruir a distribuição da velocidade de ultrassons na secção transversal de uma peça moldada. Com esta distribuição, o campo de temperaturas pode ser calculado utilizando propriedades características adicionais do material. Com base neste conceito, foi concebido um molde de injeção que permite realizar tomografia ecográfica com 20 transdutores de ultrassons dispostos radialmente em torno de uma cavidade de forma cilíndrica. Isto permite a determinação da temperatura em condições reais de processo com uma resolução espacial de 3,5 mm2. Um dispositivo de medição altamente paralelizado permite a gravação de vários conjuntos de dados completos antes que nenhum outro sinal possa ser detetado devido ao encolhimento da peça moldada. Durante vários ciclos de moldagem por injeção, todas as posições do sensor foram capazes de detetar sinais percetíveis. Devido ao processamento interno do sinal do dispositivo de medição, ainda não é possível calcular os tempos de chegada do sinal de ultrassons, mas as varreduras de amplitude mostram a viabilidade global da tomografia de ultrassons durante a moldagem por injeção.